Земля не стоит на месте: центр её масс — геоцентр — сдвигается относительно геометрического центра из-за перераспределения воды, воздуха и льда по сезонам. Учёные NASA сообщили, что сейчас у них есть новая техника ультрапремышленного спутникового слежения, позволяющая оценивать этот сдвиг с точностью до долей дюйма. Результаты подчеркивают, что такие колебания имеют значение для спутниковой навигации и измерений высот, важной привязки для компьютерной картографии и навигационных систем.

Новая методика сочетает данные лазерного диапазона по LAGEOS с добавлением GPS-треккинга и данных нескольких спутников низкой околоземной орбиты. Это позволяет получить более разнообразные цели наблюдений и учитывать деформацию земной коры под тяжестью водных масс. Раньше ограничение заключалось в неравномерности распределения наземных станций; теперь учитываются и веса воды и льда. Внесённый вклад внесли учёные из JPL, Университета Невады, Университета Монтаны и германского Helmholtz Centre for Geosciences.

Исследование выделило три категории массы, отвечающие за сезонные колебания центра масс: океаны, атмосфера и континентальная вода (включая ледники, снег, озёра, реки, влажность почвы и грунтовые воды). Авторы зафиксировали, что пик снегозадержания в Северной Америке и Евразии приходится на март и смещает центр масс примерно на 3 миллиметра к северному полюсу; затем в апреле дождевые воды Амазонки добавляют около 2,4 триллиона тонн воды и смещают центр на 2,2 мм к Южной Америке; к ноябрю максимум вод Monsoon в Юго-Восточной Азии добавляет ещё заметное влияние.

По итогам исследования, после августа по октябрь океаны пополняются талым снегом и дождями, и центр масс смещается к Южному Тихому океану. При этом большие массы воды в Тихом океане затмевают вклад остальных океанов; совместно с сезонной динамикой в Средиземном, Красном, Северном, Балтийском и Баренцевом морях движение остается ощутимым. Результаты согласованы с данными миссии GRACE-FO, запущенной в 2018 году; в рамках будущего проекта GRACE-C планируется запуск в конце 2028 года.

Одним из ключевых выводов стало заявление Дональда Аргуса (геофизика JPL): «мы сейчас оцениваем размер движения центра массы Земли обратно и вперёд за год примерно в половину того, что считалось восьмилетием ранее» — водные и атмосферные массы, по его словам, движутся меньше, чем ранее считалось. Соавтор исследования Феликс Ландерхер подчеркнул, что эти движения, пусть и кажутся крошечными, критически важны для точности современных систем навигации и картографии, включая судоходство иprecision agriculture.

Авторы отмечают согласование новых расчётов с наблюдениями GRACE-FO и подчёркивают важность понимания процессов, изменяющих опорные геодезические системы: это позволяет улучшать референс-системы навигации и измерений. В общем, работа подчеркивает, что центр масс Земли — движущийся ориентир, а точность его определения напрямую влияет на точность карт и навигации в мировой инфраструктуре.